Экспертные системы, базовые понятия

Экспертная система (ЭС) – это программа, которая в определенных отношениях заменяет эксперта или группу экспертов в той или иной предметной области.

ЭС предназначены для решения практических задач, возникающих в слабо структурированных и трудно формализуемых предметных областях.

Исторически, ЭС были первыми системами искусственного интеллекта, которые привлекли внимание потребителей.

С ЭС связаны некоторые распространенные заблуждения.

Заблуждение первое: ЭС могут делать не более, а скорее даже менее того, чем эксперт, создавший данную систему.

Во-первых, существуют технологии синтеза самообучающихся ЭС, которые могут быть применены в предметной области, в которой вообще нет экспертов.

Во-вторых, технология ЭС позволяет объединить в одной системе знания нескольких экспертов, и, таким образом, в результате получить систему, которая может то, чего ни один из ее создателей не может.

Заблуждение второе: ЭС никогда не заменит человека-эксперта.

 На практике часто ЭС могут создаваться и применяться для решения задач, в решении которых эксперты по ряду причин физического, юридического, финансового и организационного характера не могут принять личного участия, т.е. в точках, весьма удаленных от экспертов как в пространстве, так и во времени:

– знания могут извлекаться из научных работ или фактических данных, доступ к которым может обеспечиваться через Internet;

– доступ к ЭС и ее базе знаний также может быть получен через Internet.

 

1.3.4.2. Экспертные системы, методика построения

В настоящее время сложилась определенная технология разработки ЭС, которая включает следующие шесть этапов:

1. Идентификация.

2. Концептуализация.

3. Формализация.

4. Разработка прототипа.

5. Экспериментальная эксплуатация.

6. Разработка продукта.

7. Промышленная эксплуатация.

 

1.3.4.3. Этап-1: "Идентификация"

На этапе идентификации производится:

– неформальное осмысление задач, которые должна решать создаваемая ЭС;

– формирование требований к ЭС;

– определение ресурсов, необходимых для создания ЭС.

В результате идентификации функционально определяется что должна делать ЭС и что необходимо для ее создания.

Идентификация задачи заключается в составлении неформального (вербального, т.е. словесного) описания, в котором указываются:

– общие характеристики задачи;

– подзадачи, выделяемые внутри данной задачи;

– ключевые понятия (объекты), их входные и выходные данные;

– предположительный вид решения;

– знания, относящиеся к решаемой задаче.

В процессе идентификации задачи инженер по знаниям и эксперт работают в тесном контакте.

Начальное неформальное описание задачи, данное экспертом, затем используется инженером знаний для уточнения терминов и ключевых понятий.

Эксперт корректирует описание задачи, объясняет, как решать ее и какие рассуждения лежат в основе того или иного решения.

После нескольких циклов, уточняющих описание, эксперт и инженер по знаниям получают окончательное неформальное описание задачи.

При создании ЭС основными видами ресурсов являются:

– источники знаний (эксперты);

– инженеры знаний и программисты;

– инструментальные программные средства (экспертные оболочки);

– вычислительные средства;

– время разработки;

– объем финансирования.